[发明专利]储存存储器型式数据的转译旁视缓冲器

说明书

技术领域

本发明是有关于一种微处理器总线交易处理顺序(microprocessorbus transaction ordering)，且特别是有关于一种用以指定上述顺序的存储区型信息的储存(caching或称为快存)。

背景技术

许多现代化的微处理器(Microprocessor)都有支持虚拟存储器(Virtual Memory)的概念，在虚拟存储器系统中，微处理器所执行的程序的指令使用微处理器的虚拟地址空间(Virtual Address Space)中的虚拟地址来参考数据。虚拟地址空间一般是远大于系统实体的存储器空间，而且实际上，虚拟存储器的数量一般是远大于目前在系统中的物理存储器的数量。通过程序指令所产生的虚拟地址转换为实体的地址，此实体的地址被提供到耦接至微处理器的处理器总线，以便存取系统存储器或其它装置，如I/O装置。

一种由微处理器所支持普通的虚拟存储器架构是页存储器系统(Paged Memory System)，此页存储器系统应用一页机制(PagingMechanism)以作为将虚拟地址转换或映射(Mapping)为实体地址，处理器总线的实体地址空间是分割为固定大小的实体页，一共享页(Common Page)的大小是4KB。虚拟地址包含一虚拟页数目(Virtualpage number)的部分与一页位移(Page Offset)部分，此虚拟页数目指定在虚拟地址空间中的虚拟页(Virtual page)，虚拟页数目通过页机制转换为实体页地址(Physical page number)，也就是此页在处理器总线的实体地址，此实体页地址一般是如一页基地址(Page Base Address)般地被参考，而页位移指定在实体页中的实体位移，即来自页基地址的实体位移。

存储器分页(Memory Paging)的优点是众所周知的，例如存储器分页系统的一个好处是能够使程序执行在大于实际存在的虚拟存储器空间，另一个好处是在不同或多个程序的执行时，存储器分页使程序在不同的物理存储器位置上改变位置更容易，存储器分页的又一个好处是存储器分页允许多重程序在处理器中同时执行，每个程序有它自己配置的物理存储器页去存取而不需要与磁盘驱动器(Disk)作交换(Swap)，而且对于一个程序不需要使用完整的物理存储器，再一好处是存储器分页对其他的程序，利用页为基准(page basis)使存储器保护更容易。

页转换(Page Translation)(即虚拟页数目转换为页基地址)一般是参考如一页表步行(Page Table Walk)来完成转换，一般，操作系统会维护页表，此页表包含将虚拟页数目转换为页基地址的信息，典型地，页表是属于在系统存储器中，因此，执行页表步行是相对昂贵的操作，因为要作转换一般是必须执行多个存储器存取。

为了改善特性可从减少页表步行的数目做起，许多微处理器提供作为储存的页表信息的一机制，此信息包括从经常使用的虚拟页数目所转换得到的页基地址。储存机制(Caching Mechanism)如同一转译旁视缓冲器(Translation Lookaside Buffer，TLB)般地被参考。虚拟页数目提供给转译旁视缓冲器，而且转译旁视缓冲器执行此虚拟页数目的查询，如果虚拟页数目选中转译旁视缓冲器，则转译旁视缓冲器提供相对应的转换的页地址基底，因此可避免为了执行页表步行而去转换虚拟页数目为页基地址的需求，此页基地址是连结一页位移而产生一实体地址，供应在处理器总线上的实体地址如同是传输数据去或来自微处理器的一总线请求的部分。

在典型的微处理器系统中，不同型式的装置是耦接至微处理器总线，或在系统的总线等级中较低等级的某些总线，以装置为例的是系统存储器(通常为DRAM)、ROM、以及存储器变换输入/输出装置(Memory-mapped I/O Device)，存储器变换输入/输出装置例如视频控制器画面缓冲器(Video Controller Frame Buffer)，或储存装置控制与状态缓存器(Status Register)，这些装置是通过提供在处理器总线上的实体地址所寻址的，此实体地址是如同从上述由虚拟地址所转换得到的。